Yrd.Doç.Dr. Yosun MATER

Virüsler
Hazırlayan: Yrd.Doç.Dr. Yosun MATER
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER
Virüslere Giriş
•Virüsler genellikle ökaryotlardan ve prokaryotlardan çok daha
küçük moleküllerdir.
•Genellikle enfeksiyon yeteneği olan çok küçük bir gen paketi ve
protein kılıf içeren partiküllerdir
•Dünya çapında görülmüş ve görülen Epidemik ve Pandemiklerin
etkeni olabilirler. Örneğin HIV virüsü (Şekil 19.1).
•Epidemik; bir hastalık etkeninin bir bölgede bulaşması ve
yayılmasına denir.
•Pandemik; Epidemiklerin birden fazla bölgede, yani Dünyanın
faklı bölgelerinde görülmesi anlamına gelir
Virüsler Genetik Kod ve Protein Kılıftan oluşur
•Virüslerle ilgili çalışmalar, virüslerin keşfi ile yani 19yy’da
başlar.
•1883’te Adolf Mayer tütün mozaik hastalığında, bitkiden bitkiye
geçen bir etkenin varlığını bildirmiştir.
•Bunun küçük bir mikrop olduğunu ortaya atmıştır.
•Bu hipotez Dimitri Ivanowsky tarafından bakteri uzaklaştıran
filtre kullanılarak denenmiş varlığı kanıtlanmıştır.
•Etkenin bakterilerden de küçük bir yapı olduğu ortaya
atılmıştır (Şekil 19.2).
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER
•Martinus Beijerinck bu hastalık yapıcı etkeni tütün
bitkisinden izole edip, petri plakalarda büyütmüştür.
•1935’te Wandell Stanley Tütün Mosaik Virüsü (TMV) adı ile
bilinen hastalık etkenini izole etti ve bunun kristal
partiküller yapısında olduğunu gösterdi.
•TMV ve diğer virüsler ancak elektron mikroskobu ile
görülebilen etkenlerdir.
Viruslerin Yapısı
•En küçük virüsler 20nm çapında yada ribozomdan daha
küçük yapıdadırlar.
•Bilinen en büyük virüs ise Stanley tarafından keşfedilmiş olan
birkaçyüz nanometre boyunda bir virüstür.
•Yapılan çalışmalar virüs yapısında hastalık yapıcı etkenin
viral genom olduğunu göstermiştir.
•Bunun dışında bir protein kılıf bazı durumlarda da bu yapıyı
kaplayan bir zar yapısı bulunur.
Viral Genom
•Virüslerde yer alan genetik materyalin genellikle çift sarmallı
DNA yapısında olduğu düşünülür.
•Yapılan çalışmalar, genetik materyalin virüslerde farklı
şekillerde bulunabileceğini ve bunların; çift sarmal DNA, tek
sarmal DNA, tek sarmal RNA ve çift sarmal RNA yapısında
olabildiğini göstermiştir.
•En küçük virüslerin içinde sadece 3 gen olduğu, daha büyük
virüslerde ise yüzlerce binlerce gen olabileceği gösterilmiştir.
•Bu bakterilerde 200 ile binlerce sayıda gen taşımasına benzerlik
gösterir.
Virüslerde Kapsid ve Kılıf (Envelope) Yapısı
•Virüslerde protein bir kabuk yer alır buna kapsid (capsid) adı
verilir.
•Bu kapsid yapısı kapsomer denilen protein alt
birimlerinden oluşur.
•Bu protein alt birimlerin sayısı ve büyüklükleri, özetle çeşitliliği
virüs tipine bağlı olarak değişir.
•TMV gibi bu proteinler küçük kısa çubuklar şeklinde görülse de
bu yapı helikal bir dizilişe sahip olduğu için bu tip virüslere
Helikal Virüsler (Helical Viruses) adı verilir (Şekil 19.3a).
•Adenovirüsler (Adenoviruses) genellikle hayvanlarda solunum sistemi
enfeksiyonlarında görülen bir virüstür.
•252 tane birbirinin aynı protein molekülünden oluşan, 20 tane üçgen yüz içeren,
ikosahedron benzeri, polyhedral bir baş yapısı vardır.
•İkosahedral (icosahedral viruses) yapılı virüsler, bunlar ikosahedral yapıda bir
morfoloji sergilerler (Şekil 19.3b).
•Bazı virüslerin yapıları onların enfeksiyon yapmalarına da yardımcı olur. Örneğin
zarlı kapsid-kılıf yapısı ile çevrili influenza virüsü buna örnek verilebilir (Şekil 19.3
c).
•Bu viral kılıf yapısı viral kökenli protein ve glikoprotein yapısı içermektedir.
•Buna ek olarak bazı virüsler birkaç tane viral enzim taşıyabilirler.
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER
•Çoğu kompleks kapsid yapısına sahip virüsler bakterileri enfekte eden ve
bakteriyofaj (bacteriophages) adı verilen virüslerdir.
•Bu tip virüslere en çok Escherichia coli bakterisi ile yapılan çalışmalarda
rastlanmış ve rakam verilerek adlandırılmışlardır.
•Buna göre tip I (Type 1, T1) ve tip 2 (T2) sonrasında birkaç tip daha
belirlenmiştir.
•Bunlardan T2, T4 ve T6’nın birbirlerine çok yakın yapıda oldukları
belirlenmiş ve bu nedenle birbirlerinden farklılaştıkları düşünülmüştür.
•Baş yapıları elongat-ikosahedral şekildedir.
•DNA içerirler, bu baş kısmına bağlı bir protein kuyruk –boyun kısmı ve yine
protein iplikçikleri şekilinde yapısı vardır ve bu sayede bakteriye daha kolay
tutunur (Şekil 19.3d).
Virüslerin Konakçı İçinde Çoğaltılması
•Virüsler konakçının enzimlerini, ribozomlarını ve küçük diğer
moleküllerini kullanarak kendilerini konakçı içerisinde
üretirler.
•Her bir virüsün bir konakçı çeşitliliği vardır.
•Fajlar (bakteri enfekte eden virüsler) kendilerini iki alternatif
yolla replike ederler-çoğaltırlar.
•Bunlara Litik döngü ve Lizogenik döngü adı verilir (Şekil
19.5-19.6).
•Virüslerin hücre içinde çoğalmasında
virüsler önce enfekte edecekleri
hücreye tutunurlar.
•Sonra viral genetik materyali hücre
içine gönderirler.
•Virüsler bir hücreye replike olduktan
(uyumlandıktan) sonra, hücrede
görülmeden kendilerini üretmeye
başlarlar.
•Bazı durumlarda yalnız genetik
materyalini değil protein kılıfını da
hazırlar ve paketlenir (Şekil 19.4).
•Bunlara Litik döngü’de virüs hücreye enfekte olur ve yukarıdaki şekildeki
gibi hücre içine gireren genetik materyali yeni virüsler oluşturmak için
harekete geçer.
•Böylece hücre içinde gerekli materyallerini çoğaltırlar buna virulent faj
(virulent phage) adı verilir.
•Enfekte hücreyi patlatarak yeni hücreleri enfekte etmek için hücreler arası
alana ve/veya dolaşıma karışırlar (Şekil 19.5)
•Lizogenik döngü’de ise virüs genetik materyali konakçı hücre DNA’sına
entegre olur (Şekil 19.6).
•Böylece uzun bir süre hücre içinde hücrenin faklı döllerinede geçerek
yaşabilirler.
•Bazı durumlarda lizogenik durumdan, litik döngüye geçip konakçı hücreyi
patlatırlar.
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER
•Çoğu hayvan virüsleri kılıflı
yapıdadır (Tablo 19.1,Şekil
19.7, 19.8).
•Retrovirüsler (HIV gibi) ise
reverse transkriptaz (reverse
transcriptase) kullanarak
genomik RNA’larını DNA’ya
çevirirler ve konakçı genomuna
entegre olurlar ve böylece
provirus (provirus) yapısı
oluştururlar.
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER
Virüsler, Viroidler ve Prionlar Hayvanlar ve Bitkiler için
Korkutucu Patojenler
•Viral hastalıkların semptomları doğrudan hücrelerde ve bağışıklık
sisteminde aksaklıklar görülmesi ile olmayabilir.
•Benzer şekilde kullanılan aşılarda savunma sistemi ile eşzamanlı olarak
spesifik bir virüs etkenine karşı çalışmayabilir.
•Bir epidemik veya pandemik şeklinde görülebilir.
•Böyle salgınlarda viral hastalıklara karşı geniş önlemler alınmaya çalışılabilir.
Örneğin 2009’da görülen H1N1 grip virüsü kökenli salgın domuzlarda ve
insanlarda görülen, kuş kökenli bir virüs’ün neden olduğu öldürücü bir
pandemikti ve Dünya çapında önlemler alınmaya çalışıldı (Şekil 19.9) .
•Hala H5N1 kuş gribi virüsü öldürücü potansiyel bir pandemik etkenidir.
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER
•Virüslerin bitkilerde hücre duvarlarına horizontal geçiş
(Horizontal transmission) ile verdiği zarar veya ata soydan
gelen vertical geçişten (vertical transmission) kaynaklanan
zarar çok önemli kayıplara yol açmaktadır.
•Sadece çıplak RNA molekülü yapısında olan, protein kılıf
içermeyen Viroid (viroids) yapılarıda bitkileri ve onların
gelişmelerini zarar uğratarak büyük hasarlar vermektedir.
•Prionlar ise son derece yavaş hareket eden bulaşıcı ve
günümüzdeki imkanlarla neredeyse yok edilemeyen bir diğer
önemli bulaşıcı etkendir (Şekil 19.10).
Kaynaklar
 Campbell Biology 10th ed.(2014) Neil A. Campbell,
Jane B. Reece, Unit 3, Part:19, p: 392-407 Pearson
Benjamin Cummings, 1301 Sansome St., San Francisco,
CA 94111.
Yrd.Doç.Dr.Yosun MATER